热连轧公辅系统能源参数的采集与监控

王云彪

（山信软件股份有限公司，山东 济南250101）

1 前 言

能源管理系统可以帮助钢厂在扩大生产的同时，合理计划和利用能源，降低吨钢耗能，提高经济效益。它的建立还有利于事故预案的制定和执行，事故原因的分析判断，异常情况下的对能源供需的合理调整。

2 系统分析及研究目标

某钢厂热连轧公辅系统作为生产辅助系统，提供热连轧产线生产过程中必备的能源介质，在生产过程当中起到极为关键的作用。该公辅系统主要通过对水介质的有效采集、监控、整理和分析，实现了对热连轧厂F0产线（F0精轧机产线，简称F0产线，F0是精轧机的型号）用水资源的分配和处理。

水系统能源介质的计量节点量大而且分布区域广，介质的种类也繁多，包括新水、浊环水、净环水、纯水、软水等水种。起初，统计数据依靠抄表人员去现场抄录，或是按时到各个值班室收集记录纸和抄表单，然后进行统计、汇总和核算，工作繁重。某些路程较远的值班室，依然采用电话汇报的方式统计核算数据，非常不便利。同时，“减负增效”政策的实施，还造成仪表点检人员的工作量大幅增加。

当下的流体能源计量管理层面临诸多考验，首先人工抄表、核算极易产生误差，其次计量数据在各个有关部门之间存在传递不到位、不及时等现象。某钢厂热连轧公辅系统能源采集项目的开发，使得能源采集计量网络更加完善，同时，通过该子站项目的实施，延伸到整个公司级能源中心数据检测、共享、统计、分析等功能的实现。

3 系统功能的实现

在完成项目调研后，确立了采集方案总体准则，现将设计方案做出如下阐述。

3.1 规划先进的数据采集与监视控制系统

能源管理系统不仅拥有海量的现场采集节点，而且各个子系统的工艺流程纷繁复杂，所以决定该系统能源采集项目采用能源参数采集的“三选择”原则。“三选择”原则就是按照实际监控流程的工艺要求进行选择、按照达到能源系统输配平衡的理念要求进行选择以及选择参数满足能源管理的粒度和精度要求［1］。

为了减少系统隐患，使系统维护方便，以增强系统的安全性，宜采用分散方式为采集模式的数据采集系统。根据热连轧公辅系统的实际情况和工艺需求，决定采用适用于热连轧公辅系统实际工况的基本技术，具体包括：标准的行业监控技术、现代网络安全技术、标准的行业管理技术、实时数据的数据库处理与管理技术、数据的通信技术、异构系统的无缝对接、系统的数字化调度［2］。

鉴于待采集的数据除已投运的PLC数据外，还包括现场大量的仪表数据，数据量大，故现场控制器采用MOX-RTU，并根据采集、监视点的分布情况将仪表监测点分为若干组，每组监测点一般不超过8个（理论上最大上限为256个，出于现场仪表数据响应速度的实际测试与后期维护考虑）［3］。每组的检测点采用485通讯方式，由485通讯线两两并接，每一组监测点通过485接口接入现场MOX-RTU控制器，然后通过子站的交换机并接于能源主干环网，最终将底层数据传输至能源管控中心MOSAIC SCADA数据库，实现能源参数在线检测。

采集站的远程终端设备采用的是MOX集团公司开发的现场控制器MOX-RTU，它的设计采用开放式的模块化理念，将底层的能源参数采集到能源管理层级的管控中心（调度中心）。热连轧层流公辅系统FO产线层流供水泵站、层流提升泵站、层流过滤泵站采用Quantum类型PLC，确定通讯协议为Modbus TCP/IP协议进行硬件组态，现场仪表通过485连接分为4组，接入MOX的4个COM端口，示意图如图1所示。

图1 MOX与Quantum PLC及现场仪表的硬件接口

3.2“数字化"能源控制应用系统的设计

“数字化”能源控制应用系统是一种整合运行管理和调度决策功能的应用系统，它建立在上述基本技术基础和可靠的过程信息之上，能够实时地再现现场工艺流程“影像”。在“数字化”能源调度中心，调度运行人员能够对热连轧公辅系统中能源数据的动态平衡进行宏观调节，减少管理层级中间环节，提高生产效率。尤其是在工艺现场出现异常问题时，该系统可以把握全局，及时做出应对和提供决策性方案，在系统的及时调整和维稳方面有极大的优越性。

3.3 与ERP系统的无缝“接合”

向ERP系统提供完整的能源系统统计数据和分析报表，是能源管理系统的基础管理任务之一。同时，ERP也根据能源系统的需要，向其提供公司及其下属部门的生产和检修计划，并提供相关的生产信息等，方便能源管理系统实现分析预测和集中管控。

系统设计主要分两部分进行设计，一是数据采集硬件系统的设计，二是数据采集软件系统的设计，结构如图2所示。

图2 系统总体方案架构

4 结语

在环境保护方面，环保是各企业应当遵守的原则，通过能源管理项目的实施，减少污水排放，提高循环水的利用率来直观实现。在能源管控方面，能源管理系统实施完善后，能够为公司上层提供可靠的决策依据，也为提高管理水平和成本考核到位搭建了良好的技术平台。在事故应急方面，该系统降低了事故率并且间接提高了人员的事故应急反应能力。